一种单电机多模式的混动系统及混动汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种单电机多模式的混动系统及混动汽车，包括发动机、自动离合器、合成箱。合成箱包括输入轴组件、中间轴组件、输出轴组件、副轴组件、倒挡齿轮轴、离合器执行器、选换挡机构、切换机构。输入轴组件包括输入轴，通过轴承空套在输入轴上的P3主动齿轮，与输入轴花键连接的电机转子、P3同步器、输入齿轮。本发明专利技术通过切换机构推动P3同步器与P3主动齿轮接合与断开，通过离合器执行器推动自动离合器的结合和分离，实现以下几种工作模式：发动机燃油驱动模式、单电机纯电驱动模式、混动驱动模式、动力中断补偿模式、能量回收模式。本发明专利技术结构简单、集成度高；增加单电机、单同步器及两对齿轮副，实现了P2与P3混动模式的组合。

A single motor multi-mode hybrid system and hybrid vehicle

The invention discloses a single motor multi-mode hybrid system and a hybrid vehicle, including an engine, an automatic clutch and a synthesis box. The synthesis box includes input shaft assembly, intermediate shaft assembly, output shaft assembly, countershaft assembly, reverse gear shaft, clutch actuator, gear selection and shifting mechanism, and switching mechanism. The input shaft assembly includes the input shaft, P3 driving gear sleeved on the input shaft through the bearing, motor rotor, P3 synchronizer and input gear connected with the input shaft spline. The invention drives P3 synchronizer and P3 driving gear to engage and disconnect through switching mechanism, and drives the combination and separation of automatic clutch through clutch actuator to realize the following working modes: engine fuel driving mode, single motor pure electric driving mode, hybrid driving mode, power interruption compensation mode and energy recovery mode. The invention has the advantages of simple structure and high integration degree, adding a single motor, a single synchronizer and two pairs of gear pairs, and realizing the combination of P2 and P3 mixed mode.

【技术实现步骤摘要】
一种单电机多模式的混动系统及混动汽车
本专利技术涉及汽车传动
，具体地说，本专利技术涉及一种单电机多模式的混动系统及混动汽车。
技术介绍
随着日益趋严的排放法规以及用户降低用车成本的需求，各大汽车厂商都推出了多种电动车型，包括纯电动车型和混合动力车型。由于纯电车型的较高成本及里程限制等问题，行驶里程更长、动力电池成本更低的混动车型得到市场消费者的更广泛接受，也成为目前各大汽车厂商的重要发展方向。目前市场上的混动变速器主要有P1、P2、P3、P4等构型。其中，P1构型：电机置于变速箱之前，安装在发动机曲轴上，在离合器之前；P2构型：电机置于变速箱的输入端，在离合器之后（发动机与变速箱支架）；P3构型：电机置于变速箱的输出端，与发动机分享同一根轴，同源输出；P4构型：电机置于变速箱之后，与发动机的输出轴分离，一般是驱动无动力的车轮。P2构型由于将电机置于变速器前，与发动机输出轴耦合，利用电机及电池系统能够有效调节发动机的输出特性，同时电机扭矩通过变速器的速比能够有效增大；P3构型置于变速器后，与传动轴耦合，传动效率高，无换挡动力中断；如果要实现两者的优点，需要变速器的前后端各加一个电机，结构复杂，成本上升，且布置困难。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种单电机多模式的混动系统及混动汽车，该混动系统仅增加一个电机，可同时获得P2和P3两种构型的优点，结构简单、紧凑，布置容易，成本更低。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种单电机多模式的混动系统，包括发动机（1）、自动离合器（2）和合成箱，所述合成箱包括：输入轴组件，其包括与所述发动机（1）通过所述自动离合器（2）传动的输入轴（3），通过轴承空套在所述输入轴（3）上的P3主动齿轮（32），固连在所述输入轴（3）上的电机转子（33）和输入齿轮（18），与所述输入轴（3）通过花键连接的P3同步器（6）；中间轴组件，其包括中间轴（30），所述中间轴（30）沿轴向依次设有中间轴齿轮（31）、多个档位主动齿轮、倒挡主动齿轮（23）；输出轴组件，其包括输出轴（21），分别通过轴承空套在所述输出轴（21）上的倒挡从动齿轮（17）和多个档位从动齿轮，用于带动各个所述档位从动齿轮与所述输出轴（21）结合的多个档位同步器，固连在所述输出轴（21）上的P3从动齿轮（28），固连在所述输出轴（21）上的输出法兰（22）；副轴组件，其包括副轴（11）、固连在所述副轴（11）上的副轴从动齿轮（7）和副轴主动齿轮（10），所述副轴从动齿轮（7）与所述P3主动齿轮（32）常啮合、所述副轴主动齿轮（10）与所述P3从动齿轮（28）常啮合；倒挡齿轮轴，其固连有倒挡惰轮（24）；离合器执行器（4），其用于带动所述自动离合器（2）；电机定子（5），其固设于所述合成箱内；切换机构（8），其用于带动所述P3同步器（6）；以及选换挡机构（9），其用于带动所述多个档位同步器。优选地，所述输入轴（3）与所述输出轴（21）同轴布置并可相对转动设置。优选地，所述中间轴（30）、所述副轴（11）和所述输入轴（3）平行布置。在本专利技术的一些实施例中，所述多个档位主动齿轮包括五档主动齿轮（29）、三档主动齿轮（27）、二档主动齿轮（26）、一档主动齿轮（25）；所述多个档位从动齿轮包括五档从动齿轮（20）、三档从动齿轮（12）、二档从动齿轮（14）、一档从动齿轮（15）；所述多个档位同步器包括设置为与所述五档从动齿轮（20）结合或分离的第三同步器（19），设置在所述三档从动齿轮（12）和二档从动齿轮（14）之间的第二同步器（13），设置在所述一档从动齿轮（15）和倒挡从动齿轮（17）之间的第一同步器（16）；其中所述第一同步器（16）、第二同步器（13）、第三同步器（19）及P3从动齿轮（28）与所述输出轴（21）分别通过花键连接。通过选换挡机构及3个同步器即可实现一挡、二挡、三挡、四挡和五挡之间的档位切换。通过离合器执行器推动自动离合器结合与断开，通过切换机构推动P3同步器与P3主动齿轮结合与断开，本专利技术的混动系统具有发动机燃油驱动模式、单电机纯电驱动模式、混动驱动模式、动力中断补偿模式和能量回收模式。发动机燃油驱动模式：在车辆需求扭矩较低、电池SOC值较低的工况下，所述自动离合器（2）结合，所述发动机（1）通过所述自动离合器（2）驱动所述输入轴（3），所述输入轴（3）通过所述输入齿轮（20）、中间轴齿轮（31）、中间轴（30）、所述中间轴组件的其中一个档位主动齿轮、所述输出轴上对应的一个档位从动齿轮将动力传递给所述输出轴（21），进而驱动车辆。单电机纯电驱动模式：在车辆需求扭矩较低、电池SOC值较高的工况下，所述离合器执行器（4）推动所述自动离合器（2）分离，动力电池给电机供电，所述电机转子（33）通过所述输入轴（3）、输入齿轮（20）、中间轴齿轮（31）、中间轴（30）、所述中间轴组件的其中一个档位主动齿轮、所述输出轴上对应的一个档位从动齿轮将动力传递给所述输出轴（21），进而驱动车辆。混动驱动模式：在车辆需求扭矩较高、电池SOC值较高的工况下，自动离合器（2）结合，动力电池给电机供电，所述发动机（1）及电机同时驱动输入轴（3），所述输入轴（3）通过所述输入齿轮（20）、中间轴齿轮（29）、中间轴（30）、所述中间轴组件的其中一个档位主动齿轮、所述输出轴上对应的一个档位从动齿轮将动力传递给输出轴，进而驱动车辆。动力中断补偿模式：在车辆燃油驱动模式下，换挡前，所述P3同步器（6）与所述P3主动齿轮（32）结合；换挡瞬间，所述离合器执行器（4）推动自动离合器（2）分离，动力电池给电机供电，所述电机转子（33）通过所述输入轴（3）、P3同步器（6）、P3主动齿轮（32）、所述副轴组件、P3从动齿轮（28）将动力传递给输出轴（21），驱动车辆。能量回收模式：在车辆制动的工况下，通过所述离合器执行器（4）推动所述自动离合器（2）分离，所述P3同步器（6）与所述P3主动齿轮（32）结合，车辆通过所述输出轴（21）、副轴组件、P3主动齿轮（32）、输入轴（3）将动力传递给所述电机转子（33），电机发电，电能存储在电池内，回收车辆制动时的能量。第二方面，本专利技术提供的一种混动汽车，它采用上述单电机多模式的混动系统。由于采用上述技术方案，本专利技术达到以下有益效果：相较于现有技术，本专利技术在合成箱内集成了电机、输入轴组件、中间轴组件、输出轴组件、副轴组件及倒挡齿轮轴，具有结构简单、集成度高、便于匹配安装的优点；合成箱增加单电机、单同步器（P3同步器）及两对齿轮副（副轴从动齿轮与P3主动齿轮、副轴主动齿轮与P3从动齿轮组成的两对齿轮副），实现了P2与P3混动模式，利用P2混动模式提高车辆的动力性，利用P3混动模式补偿变速器换挡时的动力中断；利用单电机与电池系统调节发动机的输出特性，了提高发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单电机多模式的混动系统，其特征在于：包括发动机（1）、自动离合器（2）和合成箱，所述合成箱包括：/n输入轴组件，其包括与所述发动机（1）通过所述自动离合器（2）传动的输入轴（3），通过轴承空套在所述输入轴（3）上的P3主动齿轮（32），固连在所述输入轴（3）上的电机转子（33）和输入齿轮（18），与所述输入轴（3）通过花键连接的P3同步器（6）；/n中间轴组件，其包括中间轴（30），所述中间轴（30）沿轴向依次设有中间轴齿轮（31）、多个档位主动齿轮、倒挡主动齿轮（23）；/n输出轴组件，其包括输出轴（21），分别通过轴承空套在所述输出轴（21）上的倒挡从动齿轮（17）和多个档位从动齿轮，用于带动各个所述档位从动齿轮与所述输出轴（21）结合的多个档位同步器，固连在所述输出轴（21）上的P3从动齿轮（28），固连在所述输出轴（21）上的输出法兰（22）；/n副轴组件，其包括副轴（11）、固连在所述副轴（11）上的副轴从动齿轮（7）和副轴主动齿轮（10），所述副轴从动齿轮（7）与所述P3主动齿轮（32）常啮合、所述副轴主动齿轮（10）与所述P3从动齿轮（28）常啮合；/n倒挡齿轮轴，其固连有倒挡惰轮（24）；/n离合器执行器（4），其用于带动所述自动离合器（2）；/n电机定子（5），其固设于所述合成箱内；/n切换机构（8），其用于带动所述P3同步器（6）；以及/n选换挡机构（9），其用于带动所述多个档位同步器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单电机多模式的混动系统，其特征在于：包括发动机（1）、自动离合器（2）和合成箱，所述合成箱包括：
输入轴组件，其包括与所述发动机（1）通过所述自动离合器（2）传动的输入轴（3），通过轴承空套在所述输入轴（3）上的P3主动齿轮（32），固连在所述输入轴（3）上的电机转子（33）和输入齿轮（18），与所述输入轴（3）通过花键连接的P3同步器（6）；
中间轴组件，其包括中间轴（30），所述中间轴（30）沿轴向依次设有中间轴齿轮（31）、多个档位主动齿轮、倒挡主动齿轮（23）；
输出轴组件，其包括输出轴（21），分别通过轴承空套在所述输出轴（21）上的倒挡从动齿轮（17）和多个档位从动齿轮，用于带动各个所述档位从动齿轮与所述输出轴（21）结合的多个档位同步器，固连在所述输出轴（21）上的P3从动齿轮（28），固连在所述输出轴（21）上的输出法兰（22）；
副轴组件，其包括副轴（11）、固连在所述副轴（11）上的副轴从动齿轮（7）和副轴主动齿轮（10），所述副轴从动齿轮（7）与所述P3主动齿轮（32）常啮合、所述副轴主动齿轮（10）与所述P3从动齿轮（28）常啮合；
倒挡齿轮轴，其固连有倒挡惰轮（24）；
离合器执行器（4），其用于带动所述自动离合器（2）；
电机定子（5），其固设于所述合成箱内；
切换机构（8），其用于带动所述P3同步器（6）；以及
选换挡机构（9），其用于带动所述多个档位同步器。


2.根据权利要求1所述的一种单电机多模式的混动系统，其特征在于：所述输入轴（3）与所述输出轴（21）同轴布置并可相对转动设置。


3.根据权利要求1所述的一种单电机多模式的混动系统，其特征在于：所述中间轴（30）、所述副轴（11）和所述输入轴（3）平行布置。


4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种单电机多模式的混动系统，其特征在于：所述多个档位主动齿轮包括五档主动齿轮（29）、三档主动齿轮（27）、二档主动齿轮（26）、一档主动齿轮（25）；
所述多个档位从动齿轮包括五档从动齿轮（20）、三档从动齿轮（12）、二档从动齿轮（14）、一档从动齿轮（15）；
所述多个档位同步器包括设置为与所述五档从动齿轮（20）结合或分离的第三同步器（19），设置在所述三档从动齿轮（12）和二档从动齿轮（14）之间的第二同步器（13），设置在所述一档从动齿轮（15）和倒挡从动齿轮（17）之间的第一同步器（16）；
其中所述第一同步器（16）、第二同步器（13）、第三同步器（19）及P3从动齿轮（28）与所述输出轴（21）分别通过花键连接。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树荣，洪波昌，
申请(专利权)人：无锡明恒混合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32